立体表示装置
【課題】画像表示手段に表示された１つの２次元画像を反射鏡で反射させて立体視させるに際し、反射鏡と観察者との間の距離を短縮して、小さなサイズの二次元画像であっても立体視することができるようにする。
【解決手段】画像表示装置１５の表示部１５ａに表示されている１つの２次元画像を凹円錐鏡２４で反射させる際の屈折により、観察者の左右眼２６ａ，２６ｂに左右方向にずれた左右虚像３１Ｌ，３１Ｒを個別に視認させて、３次元虚像を知覚させる。凹円錐鏡２４により反射させて虚像３１Ｌ，３１Ｒを生成したので、凹円錐鏡２４と観察者との間の離間距離を短縮させることができる。
【解決手段】画像表示装置１５の表示部１５ａに表示されている１つの２次元画像を凹円錐鏡２４で反射させる際の屈折により、観察者の左右眼２６ａ，２６ｂに左右方向にずれた左右虚像３１Ｌ，３１Ｒを個別に視認させて、３次元虚像を知覚させる。凹円錐鏡２４により反射させて虚像３１Ｌ，３１Ｒを生成したので、凹円錐鏡２４と観察者との間の離間距離を短縮させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元画像を凹面鏡で反射させて、観察者に３次元虚像を知覚させるようにした立体表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体画像を観察する手段としては、両眼視差を含んだ２つの画像を左眼と右眼で個別に視認することで裸眼立体視するものが知られている。２つの画像を裸眼立体視する方法としては、右眼で右側の画像を注視し、左眼で左側の画像を注視する平行法と、右眼で左側の画像を注視し、左眼で右側の画像を注視する交差法とがある。
【０００３】
しかし、何れの立体視法であっても、両眼視差を含んだ一対の画像を必ず用意する必要があり、既存の１つの画像を立体視することは困難であった。
【０００４】
これに対し、例えば特許文献１（特許第４２２２６２７号公報）には、一対の平面鏡を有する映像立体的認識装置をテレビの前方に配設し、テレビからの１つの２次元画像を、一方の平面鏡で反射させて他方の平面鏡に画像を映し出し、この映し出された画像を観察者に３次元虚像として視認させる技術が開示されている。
【０００５】
すなわち、観察者が映像立体的認識装置を介してテレビを注視する際の輻輳角から、観察者の他の平面鏡に対する視界幅が狭くなる。この視界幅を０に近づけることで、観察者は他の平面鏡に映し出される画像を片眼で観るような状態となり、これが観察者に立体視として認識させることになる。
【０００６】
一方、例えば特許文献２（特許第４３６５４３５号公報）には、テレビのスクリーンやパーソナルコンピュータのモニタ等の表示手段の前面にフレネルレンズを配設し、観察者の両眼に、フレネルレンズの屈折によって擬似的視差を生じさせた画像を視認させることで、奥行きを有する３次元虚像を知覚させるようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２２２６２７号公報
【特許文献２】特許第４３６５４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１に開示されている技術では、観察者の瞳孔間幅と他のミラーの視界幅との差を大きくするためには、観察者と他のミラーとの間にかなりの離間距離（同文献では６０〜７０[cm]）を確保する必要があり、従って、写真やデジタルフォトフレーム等に表示されたＢ６サイズ程度の画像を視認するには、距離が離れすぎてしまう問題がある。
【０００９】
従って、上述した文献に開示されている映像立体的認識装置は、インチサイズの大きなテレビ画像を視認する等、用途が限定されてしまう問題がある。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載されている技術では、フレネルレンズは断面がのこぎり刃状に形成されているため、観察者の知覚する３次元虚像には同心円状の筋が入ってしまう不都合がある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、画像表示手段に表示された１つの２次元画像を反射手段で反射させて立体視させるに際し、反射手段と観察者との間の距離を短縮して、小さなサイズの２次元画像であっても立体視することが可能で、広範な用途に適用することのできる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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の第１は、１つの２次元画像を表示する画像表示手段と、前記２次元画像を反射させて３次元虚像を表示させる反射手段と、前記反射手段を支持する支持手段とを有し、前記反射手段が少なくとも１つの凹面鏡で構成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成では、画像表示手段に表示された１つの２次元画像を、少なくとも１つの凹面鏡で構成されている反射手段で反射させることで３次元虚像を表示させるようにしたので、凹面鏡の屈折によって、反射手段と観察者との間の離間距離を短縮することができ、従って、小さなサイズの２次元画像であっても立体視することが可能となり、広範な用途に適用することが可能となる。
【００１４】
本発明の第２は、第１の発明において、前記凹面鏡が、凹平面鏡、凹円錐鏡、凹湾曲面鏡、凹放物面鏡の何れかであることを特徴とする。
【００１５】
上記発明では、凹面鏡を、凹平面鏡、凹円錐鏡、凹湾曲面鏡、凹放物面鏡の何れかにすることで、三次元画像の種類や、要求される画像の歪度や、コストに応じて、最適な凹面鏡を選択することができる。
【００１６】
本発明の第３は、第１の発明において、前記凹面鏡が前記画像表示手段に対して、平面を上下方向に配設すると共に該画像表示手段からの前記２次元画像を上方へ反射させる凹円錐鏡であることを特徴とする。
【００１７】
上記発明では、凹面鏡を凹円錐鏡とし、画像表示手段に対して、凹円錐鏡の平面を上下方向に配設すると共に画像表示手段からの２次元画像を上方へ反射させるようにしたので、観察者は円錐鏡により反射されて歪みの低減された３次元虚像を画像表示手段の上方から容易に知覚することができる。
【００１８】
本発明の第４は、第１或いは第２の発明において、前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、前記第１の反射鏡が平面鏡であり、前記第２の反射鏡が前記凹面鏡であることを特徴とする。
【００１９】
上記発明では、反射手段を画像表示手段からの２次元画像を第１の反射鏡である平面鏡で反射させ、この第１反射鏡からの反射像を第２の反射鏡である凹面鏡で反射させて、観察者に３次元虚像を知覚させるようにしたので、観察者には正像を視認させることができる。
【００２０】
本発明の第５は、第１或いは第２の発明において、前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、前記第１の反射鏡が凸面鏡または凹面鏡であり、前記第２の反射鏡が前記凹面鏡または凸面鏡であることを特徴とする。
【００２１】
上記発明では、反射手段を画像表示手段からの２次元画像を第１の反射鏡である凸面鏡または凹面鏡で反射させた後、その反射像を第２の反射鏡である凹面鏡または凸面鏡で反射させ、この凹面鏡の屈折にて、観察者に３次元虚像（正像）を知覚させる。観察者に知覚される３次元虚像は凸面鏡の反射にて歪みが低減される。
【００２２】
本発明の第６は、第１の発明において、前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、前記第１の反射鏡が平面を上下方向に配設する凹平面鏡であり、前記第２の反射鏡が平面を左右方向に配設する凹平面鏡であることを特徴とする。
【００２３】
上記発明では、反射手段を画像表示手段からの２次元画像を第１の反射鏡である上下平面の凹平面鏡で反射させた後、その反射像を第２の反射鏡である左右平面の凹平面鏡で反射させて、観察者に３次元虚像を知覚させる。観察者に知覚される３次元虚像は、上下平面の凹平面鏡と左右平面の凹平面鏡との組み合わせにより上下左右の歪みが低減される。
【００２４】
本発明の第７は、第４〜第６の発明において、前記支持手段が第１の反射鏡と前記第２の反射鏡とを固設するフレームであり、前記フレームに、前記画像表示手段に固定される固定部が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
上記発明では、第１の反射鏡と第２の反射鏡とを支持手段であるフレームで固定して一体化し、このフレームに設けられている固定部を画像表示手段に固定するようにしたので、画像表示手段に簡単に取付けることができ、取扱性がよい。
【００２６】
本発明の第８は、第１〜第７の発明において、前記画像表示手段は、写真、書籍、電子書籍、携帯電話、デジタルフォトフレーム、携帯型画像表示装置、デジタルカメラ、フラットコンピュータ、パーソナルコンピュータ用モニタ、テレビ受像機の何れかであることを特徴とする。
【００２７】
上記発明では、１つの２次元画像を反射手段で反射させて３次元虚像を知覚させるようにしたので、２次元画像は静止画、動画の何れでも良く、更に両眼視差を有する一対の２次元画像を用意する必要もなく、通常の写真、書籍、電子書籍、携帯電話、デジタルフォトフレーム、携帯型画像表示装置、デジタルカメラ、フラットコンピュータ、パーソナルコンピュータ用モニタ、テレビ受像機に表示される像を表示対象とすることができ、高い汎用性を得ることができる。
【００２８】
本発明の第９は、第１〜第７の発明において、前記画像表示手段には、前記２次元画像を鏡像処理して表示させる鏡像処理手段が設けられていることを特徴とする。
上記発明では、２次元画像を鏡像処理手段で鏡像処理して表示させることで、観察者に正像の３次元虚像を知覚させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、画像表示手段に表示された１つの２次元画像を、少なくとも１つの凹面鏡で構成されている反射手段で反射させることで３次元虚像とするようにしたので、凹面鏡の屈折によって、反射手段と観察者との間の離間距離を短縮することができ、従って、小さなサイズの２次元画像であっても立体視することが可能となり、広範な用途に適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態による立体表示装置の斜視図である。
【図２】同、立体表示装置の側面図である。
【図３】同、凹円錐鏡を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図である。
【図４】同、左眼での画像認識を示す説明図である。
【図５】同、右眼での画像認識を示す説明図である。
【図６】同、左右眼で３次元虚像を知覚する状態示す説明図である。
【図７】同、立体表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態による立体表示装置をパーソナルコンピュータに取付けた状態の斜視図である。
【図９】同、図８の側面図である。
【図１０】第３実施形態による立体表示装置をパーソナルコンピュータに取付けた状態の斜視図である。
【図１１】第３実施形態による立体表示装置をパーソナルコンピュータに取付けた状態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１〜図６に本発明の第１実施形態を示す。図１、図２の符号１は立体表示装置のテーブルであり、このテーブル１上に、表示装置用スタンド２とミラースタンド３とが対峙された状態で立設されている。
【００３２】
表示装置用スタンド２はスタンドベース４を有している。このスタンドベース４は細長の舟形に形成されており、長手方向の一端である舳先側にスタンド部５が立設され、その後方に、他端である艫側へ延出する長孔４ａが穿設されている。この長孔４ａに、テーブル１に立設されているねじ６が遊挿され、このねじ６につまみナット７が螺装されている。表示装置用スタンド２のスタンドベース４は、つまみねじ７を緩めることで、テーブル１の上を、長孔４ａに遊挿されているねじ６に支持された状態で長手方向（矢印Ｙ方向）へ移動させることができると共に、ねじ６を中心に矢印Ｘ方向へ回動させることができる。
【００３３】
又、スタンド部５は、テーブル１上に固設されているスタンドホルダ８とスタンド本体９とを有している。スタンドホルダ８には、スタンド本体９の下端に突設されているスタンドロッド９ａが挿通されるガイド孔（図示せず）を有する円筒状に形成されており、このスタンドホルダ８の上部にスタンドナット１０が設けられている。
【００３４】
このスタンドナット１０は、スタンドホルダ８のガイド孔に挿通されたスタンドロッド９ａをスタンドホルダ８に締め付けて固定するものであり、ガイド孔に対してスタンドロッド９ａを上下方向へ進退させることで、スタンド本体９の高さを調整することができる。
【００３５】
又、スタンド本体９の上部にボールジョイント機構１２を介してアーム１３が連設されている。このボールジョイント機構１２はアーム１３を上下左右方向へ首振り自在に支持するもので、図示しない締結部材によりアーム１３を所望の位置で固定することができる。
【００３６】
又、このアーム１３の先端に取付部１３ａが固設されており、この取付部１３ａに画像表示手段としての携帯型画像表示装置（以下、単に「画像表示装置」と称する）１５が、表示部１５ａを前方に指向させた状態で固定される。この画像表示装置としては、電子書籍、携帯電話、デジタルフォトフレーム、携帯型ゲーム機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やＰＮＤ（Personal Navigation Device）等がある。尚、画像表示手段は、これら画像表示装置１５に限らず、携帯型電子端末、デジタルカメラ等のように表示部１５ａを有しているものであれば、何れのものであっても適用することができる。この場合、デジタルカメラのように表示部（モニタ）１５ａが機器背面に設けられている機器では、前面を取付部１３ａ側に指向させて取付ける。
【００３７】
又、画像表示装置１５を取付部１３ａに固定する手段（固定手段）としては、両面接着テープ、面ファスナー、以外に取付部１３ａにフックを形成し、このフックを画像表示装置１５に形成したフック溝に係合させることで固定させるものなどがある。
【００３８】
一方、ミラースタンド３のスタンド本体２１がテーブル１に立設され、このスタンド本体２１の上部に仰角調整部２２を介してアーム２３が設けられ、このアーム２３の先端にミラー取付部２３ａが固設されている。このミラー取付部２３ａに反射手段を構成する凹面鏡の一例である凹円錐鏡２４が固定され、その反射面２４ａが画像表示装置１５の表示部１５ａ側に面している。又、凹円錐鏡２４の上部にフード２５が取付けられている。
【００３９】
又、図２に矢印Ｚで示すように、仰角調整部２２は凹円錐鏡２４の仰角を調整するものであり、図示しない締め付け部材で締め付けることで位置決め固定される。図３に示すように、凹円錐鏡２４は、反射面２４ａが円錐形の内周面の一部をなす形状に形成され、上下方向に平面が配設されており、又、下側の曲率が上側の曲率に対して大きく設定されている。換言すれば、下側の曲率半径が上側の曲率半径よりも小さく形成されている。画像表示装置１５の表示部１５ａに表示された１つの２次元画像は、凹円錐鏡２４の反射面２４ａで斜め上方へ反射され、そのときの屈折により、観察者の左右眼２６ａ，２６ｂに所定視差を有して視認される。その結果、観察者は凹円錐鏡２４からの反射画像を裸眼立体視することで３次元虚像を知覚することができる。
【００４０】
次に、このような構成による立体表示装置を用いて１つの２次元画像から視差を有する２つの画像（虚像）を生成し、これを裸眼立体視する場合の作用について説明する。
【００４１】
先ず、画像表示装置１５をスタンド部５の取付部１３ａに対し固定手段を介して所定に固定し、表示部１５ａを凹円錐鏡２４側に指向させる。
【００４２】
次いで、取付部１３ａに固設されている画像表示装置１５の表示部１５ａの位置、及び傾斜角、及び凹円錐鏡２４の反射面２４ａの仰角を調整する。図２に示すように、観察者は、左右眼２６ａ，２６ｂで、画像表示装置１５の表示部１５ａに表示されている１つの２次元画像を、凹円錐鏡２４の反射面２４ａで反射させ、そのときの屈折により両眼視差の生じた画像として視認させて３次元虚像を知覚させる。従って、調整作業は、観察者が凹円錐鏡２４の反射面２４ａから反射される画像を目視しながら行う。
【００４３】
すなわち、つまみナット７を緩めて、スタンドベース４を前後させることで凹円錐鏡２４と表示部１５ａとの距離を調整し、所定に調整した後、つまみナット７を再度締め付けて固定する。又、スタンド部５のスタンドナット１０を緩めて、スタンド本体９の下部に突設されているスタンドロッド９ａをスタンドホルダ８から昇降させて、表示部１５ａの高さを調整し、所定に調整後、スタンドナット１０を再び締め付けて高さを固定する。更に、ボールジョイント機構１２を固定している締結部材を緩め、アーム１３を、スタンド本体９を中心に上下左右に首振りして、表示部１５ａの向きを調整し、所定に調整後、締結部材を再度締め付けて固定する。
【００４４】
一方、凹円錐鏡２４の反射面２４ａの仰角は、スタンド本体２１の上部に設けられている仰角調整部２２を締め付けている締め付け部材（図示せず）を緩めて調整し、所定に調整後、締め付け部材を再び締め付け固定する。
【００４５】
そして、画像表示装置１５の表示部１５ａと凹円錐鏡２４の反射面２４ａとの位置関係を所定に調整した状態で、図２に示すように、観察者の左右眼２６ａ，２６ｂにて、凹円錐鏡２４の反射面２４ａを視認する。ところで、図６に示すように、左右眼２６ａ，２６ｂには瞳孔間距離ＰＤ（約６〜７ｃｍ）があり、この左右眼２６ａ，２６ｂに写る像の違いから奥行き情報を認識し、それが３次元像として知覚される。
【００４６】
図４に示すように、表示部１５ａに表示された１つの２次元画像を凹円錐鏡２４の反射面２４ａに映し、その反射像を左眼２６ａで目視すると、反射面２４ａに写される画像は、凹円錐鏡２４の曲率中心から延出する法線に対する入射角θ１に対して対称な角度（反射角）θ２で反射される。又、この左眼２６ａが凹円錐鏡２４の焦点よりも反射面２４ａ側にある場合、左眼２６ａでは左虚像３１Ｌが視認される。尚、左虚像３１Ｌの符号Ａ’，Ｂ’，Ｃ’は、表示部１５ａのＡ，Ｂ，Ｃに対応する位置が示されており、左虚像３１Ｌは鏡像であることが解る。この反射角θ２は、左眼２６ａに近い側が鋭角となり、左眼２６ａから離れるに従い次第に鈍角となる。
【００４７】
一方、図５に示すように、右眼２６ｂで凹円錐鏡２４の反射面２４ａから反射像は、右眼２６ｂが凹円錐鏡２４の焦点よりも反射面２４ａ側にあるため、右虚像３１Ｒとして視認される。又、反射角θ２は、右眼２６ｂに近い側が鋭角となり、右眼２６ｂから離れるに従い次第に鈍角となる。尚、右虚像３１Ｒの符号Ａ’’，Ｂ’’，Ｃ’’は、表示部１５ａのＡ，Ｂ，Ｃに対応する位置が示されており、右虚像３１Ｒは鏡像であることが解る。この反射角θ２は、左眼２６ａに近い側が鋭角となり、左眼２６ａから離れるに従い次第に鈍角となる。
【００４８】
その結果、図６に示すように、左右眼２６ａ，２６ｂには、左右に幅δだけずれている左右虚像３１Ｌ，３１Ｒが個別に視認され、このずれ幅δにより近似的な視差が形成され、観察者に３次元虚像、すなわち奥行きが知覚される。
【００４９】
又、本実施形態では、反射手段として凹円錐鏡２４を採用し、上下方向を平面とし、下側の曲率を大きくし、上側の曲率を小さくしたので、図２に示すように、反射面２４ａからの反射像（虚像）を斜め上方から視認すると、反射面２４ａの下部及び上部と左右眼２６ａ，２９ｂとの距離の違いによる歪みが、凹円錐鏡２４の上下の曲率の相違により低減され、良好な３次元虚像を知覚することができる。
【００５０】
ところで、図７に示すように、本実施形態による画像表示装置１５には、画像記憶部３５に記憶されている画像を表示部１５ａに対して、正像と鏡像との何れでも表示させることができ、しかもマウス等の操作も鏡像上で操作できるように、画像記憶部３５の画像（正像）、及び外部入力処理部３６から出力されるポインタ（カーソル）を鏡像処理する鏡像処理手段としての鏡像回路部３７と、表示部１５ａに対して画像記憶部３５からの正像と、鏡像回路部３７からの鏡像とを選択的に表示させる表示選択手段としての表示選択回路部３８とが備えられている。
【００５１】
表示選択回路部３８の切換え操作は、操作者が、画像表示装置１５に接続されているマウス（図示せず）や操作ボタン等の外部入力手段を操作し、或いは、表示部１５ａがタッチパネルとして機能している場合は、この表示部１５ａを外部入力手段として操作することで行う。
【００５２】
そして、操作者が表示選択回路部３８を介して、画像記憶部３５、及び外部入力処理部３６を表示部１５ａに接続させると、画像記憶部３５の正像、及び外部入力処理部３６から出力されるポインタ（カーソル）がそのまま表示部１５ａに表示される。一方、表示選択回路部３８を介して外部入力処理部３６及び鏡像回路部３７を表示部１５ａに接続させると、画像記憶部３５に記憶されている正像、及び外部入力処理部３６から出力されるポインタ（カーソル）が、鏡像回路部３７で鏡像に変換されて表示部１５ａに表示される。
【００５３】
従って、観察者が画像表示装置１５の表示部１５ａに表示される画像を、凹円錐鏡２４を用いて裸眼立体視しようとする場合、表示部１５ａに、表示選択回路部３７を介して鏡像回路部３５及び外部入力処理部３６を接続し、表示部１５ａに鏡像を表示させる。その結果、観察者に、鏡像回路部３５からの画像を正像の３次元虚像で知覚させることがきる。更に、表示部１５ａにポインタ（カーソル）が正像の状態で表示されるため、観察者の操作するマウス等の外部入力手段の操作方向と、表示部１５ａ上に表示されるポインタ（カーソル）の移動方向とが一致するので、良好な操作性を得ることができる。
［第２実施形態］
図８、図９に本発明の第２実施形態を示す。上述した第１実施形態では、画像表示手段として携帯型画像表示装置１５を例示して説明したが、本実施形態では、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノートパソコン」と称する）４０に設けられているモニタ４１の表示面４１ａに立体表示装置を取り付けた態様が示されている。
【００５４】
図８に示すように、本実施形態による立体表示装置は、左右一対フレーム４２を有し、この両フレーム４２の先端部側と後端部側と反射手段の一例である第１反射鏡４３と第２反射鏡４４とが固設されている。
【００５５】
第１反射鏡４３は平面鏡であり、一対のフレーム４２に上部側両端が固設されて、ノートパソコン４０のモニタ４１に対峙されている。又、第２の反射鏡４４は、反射面４４ａが円筒形の内周の一部をなす形状に形成された凹平面鏡であり、平面が上下方向に配設され、下部側両端がフレーム４２に固設されている。又、このフレームの中途に、モニタ４１の上部外枠に嵌合する取付溝４２ａが形成されていると共に、図示しないクリップで取り外し自在に位置決め固定されている。
【００５６】
図９に示すように、フレーム４２の取付溝４２ａをモニタ４１の上部外枠に装着し、クリップで固定した状態では、平面鏡である第１反射鏡４３がモニタ４１に対峙され、反射面４３ａに入射されたモニタ４１の表示面４１ａからの画像は、第２反射鏡４４の反射面４４ａに反射される。
【００５７】
本実施形態のように、第１、第２の反射鏡４３，４４の各反射面４３ａ，４４ａでモニタ４１の表示面４１ａに表示された画像を反射させたので、観察者の左右眼２６ａ，２６に視認される、第２の反射鏡４４の反射面４４ａの屈折により生成される左右虚像３１Ｌ，３１Ｒ（図６参照）は、モニタ４１の表示面４１ａに表示されている画像と同じ正像となり、観察者は正像で表示される左右虚像３１Ｌ，３１Ｒから３次元虚像を知覚することができる。
【００５８】
又、第２の反射鏡４４は観察者の左右眼２６ａ，２６ｂに対して、正面の比較的近い位置にあるため、上下方向の歪みが少なく、従って、第１の実施形態のような凹円錐鏡を用いることなく、凹平面鏡を用いることで左右の歪みを低減させることができる。
【００５９】
尚、本実施形態の第２反射鏡４４は、反射面４４ａが比較的大きな曲率の湾曲面に形成されている凹湾曲面鏡であっても良い。また、反射面４４ａが球面であってもよい。或いは反射面４４ａが回転放物形の内周の一部をなす形状に形成された凹放物面鏡であっても良く、この場合、放物線断面の回転軸方向を上下方向とし、曲率の小さい湾曲面を下側に配設する。
［第３実施形態］
図１０に本発明の第３実施形態を示す。上述した第２実施形態では、第１の反射鏡４３を平面鏡としたが、本実施形態は、第１の反射鏡４５を、反射面４５ａが円筒形の外周の一部をなす形状に形成された凸平面鏡とし、その平面を上下方向に配設したものである。
【００６０】
観察者が左右眼２６ａ，２６ｂで視認した左右虚像３１Ｌ，３１Ｒの左右に縮小方向の歪みがある場合、第１の反射鏡４５を、上下方向を平面とする凸平面鏡にすることで、反射面４５ａから反射する際の屈折により、その歪みを低減させることができる。尚、この場合、第１の反射鏡４５を凹平面鏡とし、第２の反射鏡４４を凸平面鏡としても良い。
［第４実施形態］
図１１に本発明の第３実施形態を示す。上述した第３実施形態では、第１の反射鏡４５を、上下方向を平面とする凸平面鏡としたが、本実施形態は、第１の反射鏡４６を、平面を左右方向に配設した凹平面鏡にしたものである。
【００６１】
観察者が左右眼２６ａ，２６ｂで視認した左右虚像３１Ｌ，３１Ｒの上下に伸張方向の歪みがある場合、第１の反射鏡４６を、左右方向を平面とする凹平面鏡にすることで、その歪みを低減させることができる。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば観察者が左右眼２６ａ，２６ｂで視認した左右虚像３１Ｌ，３１Ｒの左右に伸張方向の歪みがある場合、第３実施形態に示されている第１の反射鏡４５を、平面を上下方向に配した凹平面鏡にすることで歪みを低減させることができる。又、観察者が左右眼２６ａ，２６ｂで視認した左右虚像３１Ｌ，３１Ｒの上下に伸張方向の歪みがある場合、第４実施形態に示されている第１の反射鏡４６を、平面を左右方向に配した凸平面鏡にすることで、その歪みを低減させることができる。
【符号の説明】
【００６３】
２ 表示装置用スタンド
３ ミラースタンド
１５ 携帯型画像表示装置
１５ａ 表示部
２４ 凹円錐鏡
２４ａ 反射面
２６ａ 左眼
２６ｂ 右眼
３１Ｌ 左虚像
３１Ｒ 右虚像
３６ 鏡像回路部
４０ ノートパソコン
４１ モニタ
４１ａ 表示面
４２ フレーム
４２ａ 取付溝
４３，４５，４６ 第１の反射鏡
４３ａ，４５ａ，４６ａ 反射面
４４ 第２の反射鏡
４４ａ 反射面
δ ずれ幅
ＰＤ 瞳孔間距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元画像を凹面鏡で反射させて、観察者に３次元虚像を知覚させるようにした立体表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体画像を観察する手段としては、両眼視差を含んだ２つの画像を左眼と右眼で個別に視認することで裸眼立体視するものが知られている。２つの画像を裸眼立体視する方法としては、右眼で右側の画像を注視し、左眼で左側の画像を注視する平行法と、右眼で左側の画像を注視し、左眼で右側の画像を注視する交差法とがある。
【０００３】
しかし、何れの立体視法であっても、両眼視差を含んだ一対の画像を必ず用意する必要があり、既存の１つの画像を立体視することは困難であった。
【０００４】
これに対し、例えば特許文献１（特許第４２２２６２７号公報）には、一対の平面鏡を有する映像立体的認識装置をテレビの前方に配設し、テレビからの１つの２次元画像を、一方の平面鏡で反射させて他方の平面鏡に画像を映し出し、この映し出された画像を観察者に３次元虚像として視認させる技術が開示されている。
【０００５】
すなわち、観察者が映像立体的認識装置を介してテレビを注視する際の輻輳角から、観察者の他の平面鏡に対する視界幅が狭くなる。この視界幅を０に近づけることで、観察者は他の平面鏡に映し出される画像を片眼で観るような状態となり、これが観察者に立体視として認識させることになる。
【０００６】
一方、例えば特許文献２（特許第４３６５４３５号公報）には、テレビのスクリーンやパーソナルコンピュータのモニタ等の表示手段の前面にフレネルレンズを配設し、観察者の両眼に、フレネルレンズの屈折によって擬似的視差を生じさせた画像を視認させることで、奥行きを有する３次元虚像を知覚させるようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２２２６２７号公報
【特許文献２】特許第４３６５４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１に開示されている技術では、観察者の瞳孔間幅と他のミラーの視界幅との差を大きくするためには、観察者と他のミラーとの間にかなりの離間距離（同文献では６０〜７０[cm]）を確保する必要があり、従って、写真やデジタルフォトフレーム等に表示されたＢ６サイズ程度の画像を視認するには、距離が離れすぎてしまう問題がある。
【０００９】
従って、上述した文献に開示されている映像立体的認識装置は、インチサイズの大きなテレビ画像を視認する等、用途が限定されてしまう問題がある。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載されている技術では、フレネルレンズは断面がのこぎり刃状に形成されているため、観察者の知覚する３次元虚像には同心円状の筋が入ってしまう不都合がある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、画像表示手段に表示された１つの２次元画像を反射手段で反射させて立体視させるに際し、反射手段と観察者との間の距離を短縮して、小さなサイズの２次元画像であっても立体視することが可能で、広範な用途に適用することのできる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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の第１は、１つの２次元画像を表示する画像表示手段と、前記２次元画像を反射させて３次元虚像を表示させる反射手段と、前記反射手段を支持する支持手段とを有し、前記反射手段が少なくとも１つの凹面鏡で構成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成では、画像表示手段に表示された１つの２次元画像を、少なくとも１つの凹面鏡で構成されている反射手段で反射させることで３次元虚像を表示させるようにしたので、凹面鏡の屈折によって、反射手段と観察者との間の離間距離を短縮することができ、従って、小さなサイズの２次元画像であっても立体視することが可能となり、広範な用途に適用することが可能となる。
【００１４】
本発明の第２は、第１の発明において、前記凹面鏡が、凹平面鏡、凹円錐鏡、凹湾曲面鏡、凹放物面鏡の何れかであることを特徴とする。
【００１５】
上記発明では、凹面鏡を、凹平面鏡、凹円錐鏡、凹湾曲面鏡、凹放物面鏡の何れかにすることで、三次元画像の種類や、要求される画像の歪度や、コストに応じて、最適な凹面鏡を選択することができる。
【００１６】
本発明の第３は、第１の発明において、前記凹面鏡が前記画像表示手段に対して、平面を上下方向に配設すると共に該画像表示手段からの前記２次元画像を上方へ反射させる凹円錐鏡であることを特徴とする。
【００１７】
上記発明では、凹面鏡を凹円錐鏡とし、画像表示手段に対して、凹円錐鏡の平面を上下方向に配設すると共に画像表示手段からの２次元画像を上方へ反射させるようにしたので、観察者は円錐鏡により反射されて歪みの低減された３次元虚像を画像表示手段の上方から容易に知覚することができる。
【００１８】
本発明の第４は、第１或いは第２の発明において、前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、前記第１の反射鏡が平面鏡であり、前記第２の反射鏡が前記凹面鏡であることを特徴とする。
【００１９】
上記発明では、反射手段を画像表示手段からの２次元画像を第１の反射鏡である平面鏡で反射させ、この第１反射鏡からの反射像を第２の反射鏡である凹面鏡で反射させて、観察者に３次元虚像を知覚させるようにしたので、観察者には正像を視認させることができる。
【００２０】
本発明の第５は、第１或いは第２の発明において、前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、前記第１の反射鏡が凸面鏡または凹面鏡であり、前記第２の反射鏡が前記凹面鏡または凸面鏡であることを特徴とする。
【００２１】
上記発明では、反射手段を画像表示手段からの２次元画像を第１の反射鏡である凸面鏡または凹面鏡で反射させた後、その反射像を第２の反射鏡である凹面鏡または凸面鏡で反射させ、この凹面鏡の屈折にて、観察者に３次元虚像（正像）を知覚させる。観察者に知覚される３次元虚像は凸面鏡の反射にて歪みが低減される。
【００２２】
本発明の第６は、第１の発明において、前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、前記第１の反射鏡が平面を上下方向に配設する凹平面鏡であり、前記第２の反射鏡が平面を左右方向に配設する凹平面鏡であることを特徴とする。
【００２３】
上記発明では、反射手段を画像表示手段からの２次元画像を第１の反射鏡である上下平面の凹平面鏡で反射させた後、その反射像を第２の反射鏡である左右平面の凹平面鏡で反射させて、観察者に３次元虚像を知覚させる。観察者に知覚される３次元虚像は、上下平面の凹平面鏡と左右平面の凹平面鏡との組み合わせにより上下左右の歪みが低減される。
【００２４】
本発明の第７は、第４〜第６の発明において、前記支持手段が第１の反射鏡と前記第２の反射鏡とを固設するフレームであり、前記フレームに、前記画像表示手段に固定される固定部が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
上記発明では、第１の反射鏡と第２の反射鏡とを支持手段であるフレームで固定して一体化し、このフレームに設けられている固定部を画像表示手段に固定するようにしたので、画像表示手段に簡単に取付けることができ、取扱性がよい。
【００２６】
本発明の第８は、第１〜第７の発明において、前記画像表示手段は、写真、書籍、電子書籍、携帯電話、デジタルフォトフレーム、携帯型画像表示装置、デジタルカメラ、フラットコンピュータ、パーソナルコンピュータ用モニタ、テレビ受像機の何れかであることを特徴とする。
【００２７】
上記発明では、１つの２次元画像を反射手段で反射させて３次元虚像を知覚させるようにしたので、２次元画像は静止画、動画の何れでも良く、更に両眼視差を有する一対の２次元画像を用意する必要もなく、通常の写真、書籍、電子書籍、携帯電話、デジタルフォトフレーム、携帯型画像表示装置、デジタルカメラ、フラットコンピュータ、パーソナルコンピュータ用モニタ、テレビ受像機に表示される像を表示対象とすることができ、高い汎用性を得ることができる。
【００２８】
本発明の第９は、第１〜第７の発明において、前記画像表示手段には、前記２次元画像を鏡像処理して表示させる鏡像処理手段が設けられていることを特徴とする。
上記発明では、２次元画像を鏡像処理手段で鏡像処理して表示させることで、観察者に正像の３次元虚像を知覚させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、画像表示手段に表示された１つの２次元画像を、少なくとも１つの凹面鏡で構成されている反射手段で反射させることで３次元虚像とするようにしたので、凹面鏡の屈折によって、反射手段と観察者との間の離間距離を短縮することができ、従って、小さなサイズの２次元画像であっても立体視することが可能となり、広範な用途に適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態による立体表示装置の斜視図である。
【図２】同、立体表示装置の側面図である。
【図３】同、凹円錐鏡を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図である。
【図４】同、左眼での画像認識を示す説明図である。
【図５】同、右眼での画像認識を示す説明図である。
【図６】同、左右眼で３次元虚像を知覚する状態示す説明図である。
【図７】同、立体表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態による立体表示装置をパーソナルコンピュータに取付けた状態の斜視図である。
【図９】同、図８の側面図である。
【図１０】第３実施形態による立体表示装置をパーソナルコンピュータに取付けた状態の斜視図である。
【図１１】第３実施形態による立体表示装置をパーソナルコンピュータに取付けた状態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１〜図６に本発明の第１実施形態を示す。図１、図２の符号１は立体表示装置のテーブルであり、このテーブル１上に、表示装置用スタンド２とミラースタンド３とが対峙された状態で立設されている。
【００３２】
表示装置用スタンド２はスタンドベース４を有している。このスタンドベース４は細長の舟形に形成されており、長手方向の一端である舳先側にスタンド部５が立設され、その後方に、他端である艫側へ延出する長孔４ａが穿設されている。この長孔４ａに、テーブル１に立設されているねじ６が遊挿され、このねじ６につまみナット７が螺装されている。表示装置用スタンド２のスタンドベース４は、つまみねじ７を緩めることで、テーブル１の上を、長孔４ａに遊挿されているねじ６に支持された状態で長手方向（矢印Ｙ方向）へ移動させることができると共に、ねじ６を中心に矢印Ｘ方向へ回動させることができる。
【００３３】
又、スタンド部５は、テーブル１上に固設されているスタンドホルダ８とスタンド本体９とを有している。スタンドホルダ８には、スタンド本体９の下端に突設されているスタンドロッド９ａが挿通されるガイド孔（図示せず）を有する円筒状に形成されており、このスタンドホルダ８の上部にスタンドナット１０が設けられている。
【００３４】
このスタンドナット１０は、スタンドホルダ８のガイド孔に挿通されたスタンドロッド９ａをスタンドホルダ８に締め付けて固定するものであり、ガイド孔に対してスタンドロッド９ａを上下方向へ進退させることで、スタンド本体９の高さを調整することができる。
【００３５】
又、スタンド本体９の上部にボールジョイント機構１２を介してアーム１３が連設されている。このボールジョイント機構１２はアーム１３を上下左右方向へ首振り自在に支持するもので、図示しない締結部材によりアーム１３を所望の位置で固定することができる。
【００３６】
又、このアーム１３の先端に取付部１３ａが固設されており、この取付部１３ａに画像表示手段としての携帯型画像表示装置（以下、単に「画像表示装置」と称する）１５が、表示部１５ａを前方に指向させた状態で固定される。この画像表示装置としては、電子書籍、携帯電話、デジタルフォトフレーム、携帯型ゲーム機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やＰＮＤ（Personal Navigation Device）等がある。尚、画像表示手段は、これら画像表示装置１５に限らず、携帯型電子端末、デジタルカメラ等のように表示部１５ａを有しているものであれば、何れのものであっても適用することができる。この場合、デジタルカメラのように表示部（モニタ）１５ａが機器背面に設けられている機器では、前面を取付部１３ａ側に指向させて取付ける。
【００３７】
又、画像表示装置１５を取付部１３ａに固定する手段（固定手段）としては、両面接着テープ、面ファスナー、以外に取付部１３ａにフックを形成し、このフックを画像表示装置１５に形成したフック溝に係合させることで固定させるものなどがある。
【００３８】
一方、ミラースタンド３のスタンド本体２１がテーブル１に立設され、このスタンド本体２１の上部に仰角調整部２２を介してアーム２３が設けられ、このアーム２３の先端にミラー取付部２３ａが固設されている。このミラー取付部２３ａに反射手段を構成する凹面鏡の一例である凹円錐鏡２４が固定され、その反射面２４ａが画像表示装置１５の表示部１５ａ側に面している。又、凹円錐鏡２４の上部にフード２５が取付けられている。
【００３９】
又、図２に矢印Ｚで示すように、仰角調整部２２は凹円錐鏡２４の仰角を調整するものであり、図示しない締め付け部材で締め付けることで位置決め固定される。図３に示すように、凹円錐鏡２４は、反射面２４ａが円錐形の内周面の一部をなす形状に形成され、上下方向に平面が配設されており、又、下側の曲率が上側の曲率に対して大きく設定されている。換言すれば、下側の曲率半径が上側の曲率半径よりも小さく形成されている。画像表示装置１５の表示部１５ａに表示された１つの２次元画像は、凹円錐鏡２４の反射面２４ａで斜め上方へ反射され、そのときの屈折により、観察者の左右眼２６ａ，２６ｂに所定視差を有して視認される。その結果、観察者は凹円錐鏡２４からの反射画像を裸眼立体視することで３次元虚像を知覚することができる。
【００４０】
次に、このような構成による立体表示装置を用いて１つの２次元画像から視差を有する２つの画像（虚像）を生成し、これを裸眼立体視する場合の作用について説明する。
【００４１】
先ず、画像表示装置１５をスタンド部５の取付部１３ａに対し固定手段を介して所定に固定し、表示部１５ａを凹円錐鏡２４側に指向させる。
【００４２】
次いで、取付部１３ａに固設されている画像表示装置１５の表示部１５ａの位置、及び傾斜角、及び凹円錐鏡２４の反射面２４ａの仰角を調整する。図２に示すように、観察者は、左右眼２６ａ，２６ｂで、画像表示装置１５の表示部１５ａに表示されている１つの２次元画像を、凹円錐鏡２４の反射面２４ａで反射させ、そのときの屈折により両眼視差の生じた画像として視認させて３次元虚像を知覚させる。従って、調整作業は、観察者が凹円錐鏡２４の反射面２４ａから反射される画像を目視しながら行う。
【００４３】
すなわち、つまみナット７を緩めて、スタンドベース４を前後させることで凹円錐鏡２４と表示部１５ａとの距離を調整し、所定に調整した後、つまみナット７を再度締め付けて固定する。又、スタンド部５のスタンドナット１０を緩めて、スタンド本体９の下部に突設されているスタンドロッド９ａをスタンドホルダ８から昇降させて、表示部１５ａの高さを調整し、所定に調整後、スタンドナット１０を再び締め付けて高さを固定する。更に、ボールジョイント機構１２を固定している締結部材を緩め、アーム１３を、スタンド本体９を中心に上下左右に首振りして、表示部１５ａの向きを調整し、所定に調整後、締結部材を再度締め付けて固定する。
【００４４】
一方、凹円錐鏡２４の反射面２４ａの仰角は、スタンド本体２１の上部に設けられている仰角調整部２２を締め付けている締め付け部材（図示せず）を緩めて調整し、所定に調整後、締め付け部材を再び締め付け固定する。
【００４５】
そして、画像表示装置１５の表示部１５ａと凹円錐鏡２４の反射面２４ａとの位置関係を所定に調整した状態で、図２に示すように、観察者の左右眼２６ａ，２６ｂにて、凹円錐鏡２４の反射面２４ａを視認する。ところで、図６に示すように、左右眼２６ａ，２６ｂには瞳孔間距離ＰＤ（約６〜７ｃｍ）があり、この左右眼２６ａ，２６ｂに写る像の違いから奥行き情報を認識し、それが３次元像として知覚される。
【００４６】
図４に示すように、表示部１５ａに表示された１つの２次元画像を凹円錐鏡２４の反射面２４ａに映し、その反射像を左眼２６ａで目視すると、反射面２４ａに写される画像は、凹円錐鏡２４の曲率中心から延出する法線に対する入射角θ１に対して対称な角度（反射角）θ２で反射される。又、この左眼２６ａが凹円錐鏡２４の焦点よりも反射面２４ａ側にある場合、左眼２６ａでは左虚像３１Ｌが視認される。尚、左虚像３１Ｌの符号Ａ’，Ｂ’，Ｃ’は、表示部１５ａのＡ，Ｂ，Ｃに対応する位置が示されており、左虚像３１Ｌは鏡像であることが解る。この反射角θ２は、左眼２６ａに近い側が鋭角となり、左眼２６ａから離れるに従い次第に鈍角となる。
【００４７】
一方、図５に示すように、右眼２６ｂで凹円錐鏡２４の反射面２４ａから反射像は、右眼２６ｂが凹円錐鏡２４の焦点よりも反射面２４ａ側にあるため、右虚像３１Ｒとして視認される。又、反射角θ２は、右眼２６ｂに近い側が鋭角となり、右眼２６ｂから離れるに従い次第に鈍角となる。尚、右虚像３１Ｒの符号Ａ’’，Ｂ’’，Ｃ’’は、表示部１５ａのＡ，Ｂ，Ｃに対応する位置が示されており、右虚像３１Ｒは鏡像であることが解る。この反射角θ２は、左眼２６ａに近い側が鋭角となり、左眼２６ａから離れるに従い次第に鈍角となる。
【００４８】
その結果、図６に示すように、左右眼２６ａ，２６ｂには、左右に幅δだけずれている左右虚像３１Ｌ，３１Ｒが個別に視認され、このずれ幅δにより近似的な視差が形成され、観察者に３次元虚像、すなわち奥行きが知覚される。
【００４９】
又、本実施形態では、反射手段として凹円錐鏡２４を採用し、上下方向を平面とし、下側の曲率を大きくし、上側の曲率を小さくしたので、図２に示すように、反射面２４ａからの反射像（虚像）を斜め上方から視認すると、反射面２４ａの下部及び上部と左右眼２６ａ，２９ｂとの距離の違いによる歪みが、凹円錐鏡２４の上下の曲率の相違により低減され、良好な３次元虚像を知覚することができる。
【００５０】
ところで、図７に示すように、本実施形態による画像表示装置１５には、画像記憶部３５に記憶されている画像を表示部１５ａに対して、正像と鏡像との何れでも表示させることができ、しかもマウス等の操作も鏡像上で操作できるように、画像記憶部３５の画像（正像）、及び外部入力処理部３６から出力されるポインタ（カーソル）を鏡像処理する鏡像処理手段としての鏡像回路部３７と、表示部１５ａに対して画像記憶部３５からの正像と、鏡像回路部３７からの鏡像とを選択的に表示させる表示選択手段としての表示選択回路部３８とが備えられている。
【００５１】
表示選択回路部３８の切換え操作は、操作者が、画像表示装置１５に接続されているマウス（図示せず）や操作ボタン等の外部入力手段を操作し、或いは、表示部１５ａがタッチパネルとして機能している場合は、この表示部１５ａを外部入力手段として操作することで行う。
【００５２】
そして、操作者が表示選択回路部３８を介して、画像記憶部３５、及び外部入力処理部３６を表示部１５ａに接続させると、画像記憶部３５の正像、及び外部入力処理部３６から出力されるポインタ（カーソル）がそのまま表示部１５ａに表示される。一方、表示選択回路部３８を介して外部入力処理部３６及び鏡像回路部３７を表示部１５ａに接続させると、画像記憶部３５に記憶されている正像、及び外部入力処理部３６から出力されるポインタ（カーソル）が、鏡像回路部３７で鏡像に変換されて表示部１５ａに表示される。
【００５３】
従って、観察者が画像表示装置１５の表示部１５ａに表示される画像を、凹円錐鏡２４を用いて裸眼立体視しようとする場合、表示部１５ａに、表示選択回路部３７を介して鏡像回路部３５及び外部入力処理部３６を接続し、表示部１５ａに鏡像を表示させる。その結果、観察者に、鏡像回路部３５からの画像を正像の３次元虚像で知覚させることがきる。更に、表示部１５ａにポインタ（カーソル）が正像の状態で表示されるため、観察者の操作するマウス等の外部入力手段の操作方向と、表示部１５ａ上に表示されるポインタ（カーソル）の移動方向とが一致するので、良好な操作性を得ることができる。
［第２実施形態］
図８、図９に本発明の第２実施形態を示す。上述した第１実施形態では、画像表示手段として携帯型画像表示装置１５を例示して説明したが、本実施形態では、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノートパソコン」と称する）４０に設けられているモニタ４１の表示面４１ａに立体表示装置を取り付けた態様が示されている。
【００５４】
図８に示すように、本実施形態による立体表示装置は、左右一対フレーム４２を有し、この両フレーム４２の先端部側と後端部側と反射手段の一例である第１反射鏡４３と第２反射鏡４４とが固設されている。
【００５５】
第１反射鏡４３は平面鏡であり、一対のフレーム４２に上部側両端が固設されて、ノートパソコン４０のモニタ４１に対峙されている。又、第２の反射鏡４４は、反射面４４ａが円筒形の内周の一部をなす形状に形成された凹平面鏡であり、平面が上下方向に配設され、下部側両端がフレーム４２に固設されている。又、このフレームの中途に、モニタ４１の上部外枠に嵌合する取付溝４２ａが形成されていると共に、図示しないクリップで取り外し自在に位置決め固定されている。
【００５６】
図９に示すように、フレーム４２の取付溝４２ａをモニタ４１の上部外枠に装着し、クリップで固定した状態では、平面鏡である第１反射鏡４３がモニタ４１に対峙され、反射面４３ａに入射されたモニタ４１の表示面４１ａからの画像は、第２反射鏡４４の反射面４４ａに反射される。
【００５７】
本実施形態のように、第１、第２の反射鏡４３，４４の各反射面４３ａ，４４ａでモニタ４１の表示面４１ａに表示された画像を反射させたので、観察者の左右眼２６ａ，２６に視認される、第２の反射鏡４４の反射面４４ａの屈折により生成される左右虚像３１Ｌ，３１Ｒ（図６参照）は、モニタ４１の表示面４１ａに表示されている画像と同じ正像となり、観察者は正像で表示される左右虚像３１Ｌ，３１Ｒから３次元虚像を知覚することができる。
【００５８】
又、第２の反射鏡４４は観察者の左右眼２６ａ，２６ｂに対して、正面の比較的近い位置にあるため、上下方向の歪みが少なく、従って、第１の実施形態のような凹円錐鏡を用いることなく、凹平面鏡を用いることで左右の歪みを低減させることができる。
【００５９】
尚、本実施形態の第２反射鏡４４は、反射面４４ａが比較的大きな曲率の湾曲面に形成されている凹湾曲面鏡であっても良い。また、反射面４４ａが球面であってもよい。或いは反射面４４ａが回転放物形の内周の一部をなす形状に形成された凹放物面鏡であっても良く、この場合、放物線断面の回転軸方向を上下方向とし、曲率の小さい湾曲面を下側に配設する。
［第３実施形態］
図１０に本発明の第３実施形態を示す。上述した第２実施形態では、第１の反射鏡４３を平面鏡としたが、本実施形態は、第１の反射鏡４５を、反射面４５ａが円筒形の外周の一部をなす形状に形成された凸平面鏡とし、その平面を上下方向に配設したものである。
【００６０】
観察者が左右眼２６ａ，２６ｂで視認した左右虚像３１Ｌ，３１Ｒの左右に縮小方向の歪みがある場合、第１の反射鏡４５を、上下方向を平面とする凸平面鏡にすることで、反射面４５ａから反射する際の屈折により、その歪みを低減させることができる。尚、この場合、第１の反射鏡４５を凹平面鏡とし、第２の反射鏡４４を凸平面鏡としても良い。
［第４実施形態］
図１１に本発明の第３実施形態を示す。上述した第３実施形態では、第１の反射鏡４５を、上下方向を平面とする凸平面鏡としたが、本実施形態は、第１の反射鏡４６を、平面を左右方向に配設した凹平面鏡にしたものである。
【００６１】
観察者が左右眼２６ａ，２６ｂで視認した左右虚像３１Ｌ，３１Ｒの上下に伸張方向の歪みがある場合、第１の反射鏡４６を、左右方向を平面とする凹平面鏡にすることで、その歪みを低減させることができる。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば観察者が左右眼２６ａ，２６ｂで視認した左右虚像３１Ｌ，３１Ｒの左右に伸張方向の歪みがある場合、第３実施形態に示されている第１の反射鏡４５を、平面を上下方向に配した凹平面鏡にすることで歪みを低減させることができる。又、観察者が左右眼２６ａ，２６ｂで視認した左右虚像３１Ｌ，３１Ｒの上下に伸張方向の歪みがある場合、第４実施形態に示されている第１の反射鏡４６を、平面を左右方向に配した凸平面鏡にすることで、その歪みを低減させることができる。
【符号の説明】
【００６３】
２ 表示装置用スタンド
３ ミラースタンド
１５ 携帯型画像表示装置
１５ａ 表示部
２４ 凹円錐鏡
２４ａ 反射面
２６ａ 左眼
２６ｂ 右眼
３１Ｌ 左虚像
３１Ｒ 右虚像
３６ 鏡像回路部
４０ ノートパソコン
４１ モニタ
４１ａ 表示面
４２ フレーム
４２ａ 取付溝
４３，４５，４６ 第１の反射鏡
４３ａ，４５ａ，４６ａ 反射面
４４ 第２の反射鏡
４４ａ 反射面
δ ずれ幅
ＰＤ 瞳孔間距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの２次元画像を表示する画像表示手段と、
前記２次元画像を反射させて３次元虚像を表示させる反射手段と、
前記反射手段を支持する支持手段と
を有し、
前記反射手段が少なくとも１つの凹面鏡で構成されていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】
前記凹面鏡が、凹平面鏡、凹円錐鏡、凹湾曲面鏡、凹放物面鏡の何れかであることを特徴とする請求項１記載の立体表示装置。
【請求項３】
前記凹面鏡が前記画像表示手段に対して、平面を上下方向に配設すると共に該画像表示手段からの前記２次元画像を上方へ反射させる凹円錐鏡であることを特徴とする請求項１記載の立体表示装置。
【請求項４】
前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、
前記第１の反射鏡が平面鏡であり、
前記第２の反射鏡が前記凹面鏡であることを特徴とする請求項１或いは２記載の立体表示装置。
【請求項５】
前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、
前記第１の反射鏡が凸面鏡であり、
前記第２の反射鏡が前記凹面鏡であることを特徴とする請求項１或いは２記載の立体表示装置。
【請求項６】
前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、
前記第１の反射鏡が平面を上下方向に配設する凹平面鏡であり、
前記第２の反射鏡が平面を左右方向に配設する凹平面鏡であることを特徴とする請求項１記載の立体表示装置。
【請求項７】
前記支持手段が第１の反射鏡と前記第２の反射鏡とを固設するフレームであり、
前記フレームに、前記画像表示手段に固定される固定部が設けられていることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の立体表示装置。
【請求項８】
前記画像表示手段は、写真、書籍、電子書籍、携帯電話、デジタルフォトフレーム、携帯型画像表示装置、デジタルカメラ、フラットパネルコンピュータ、パーソナルコンピュータ用モニタ、テレビ受像機の何れかであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の立体表示装置。
【請求項９】
前記画像表示手段には、前記２次元画像を鏡像処理して表示させる鏡像処理手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の立体表示装置。
【請求項１】
１つの２次元画像を表示する画像表示手段と、
前記２次元画像を反射させて３次元虚像を表示させる反射手段と、
前記反射手段を支持する支持手段と
を有し、
前記反射手段が少なくとも１つの凹面鏡で構成されていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】
前記凹面鏡が、凹平面鏡、凹円錐鏡、凹湾曲面鏡、凹放物面鏡の何れかであることを特徴とする請求項１記載の立体表示装置。
【請求項３】
前記凹面鏡が前記画像表示手段に対して、平面を上下方向に配設すると共に該画像表示手段からの前記２次元画像を上方へ反射させる凹円錐鏡であることを特徴とする請求項１記載の立体表示装置。
【請求項４】
前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、
前記第１の反射鏡が平面鏡であり、
前記第２の反射鏡が前記凹面鏡であることを特徴とする請求項１或いは２記載の立体表示装置。
【請求項５】
前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、
前記第１の反射鏡が凸面鏡であり、
前記第２の反射鏡が前記凹面鏡であることを特徴とする請求項１或いは２記載の立体表示装置。
【請求項６】
前記反射手段が前記画像表示手段からの前記２次元画像を反射する第１の反射鏡と、該第１反射鏡からの反射像を反射する第２の反射鏡とから成り、
前記第１の反射鏡が平面を上下方向に配設する凹平面鏡であり、
前記第２の反射鏡が平面を左右方向に配設する凹平面鏡であることを特徴とする請求項１記載の立体表示装置。
【請求項７】
前記支持手段が第１の反射鏡と前記第２の反射鏡とを固設するフレームであり、
前記フレームに、前記画像表示手段に固定される固定部が設けられていることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の立体表示装置。
【請求項８】
前記画像表示手段は、写真、書籍、電子書籍、携帯電話、デジタルフォトフレーム、携帯型画像表示装置、デジタルカメラ、フラットパネルコンピュータ、パーソナルコンピュータ用モニタ、テレビ受像機の何れかであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の立体表示装置。
【請求項９】
前記画像表示手段には、前記２次元画像を鏡像処理して表示させる鏡像処理手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の立体表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１４５７８７（Ｐ２０１２−１４５７８７Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４７３（Ｐ２０１１−４４７３）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（５１１０１１５５１）株式会社クエイザーテクノロジー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（５１１０１１５５１）株式会社クエイザーテクノロジー (1)
【Ｆターム（参考）】
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